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        荊門市羅漢山隧道方案設(shè)計要點分析

        2016-11-16 05:39:50劉海濤
        城市道橋與防洪 2016年4期

        劉海濤,王 濤,雷 云

        (武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430023)

        荊門市羅漢山隧道方案設(shè)計要點分析

        劉海濤,王 濤,雷 云

        (武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430023)

        通過對荊門市羅漢山隧道工程隧道出口位置、縱斷面以及隧道排水方式的分析,提出多種解決問題的方法并分析采用推薦方案的原因。

        城市長隧道;出入口比選;隧道排水

        1 工程概述

        根據(jù)《荊門市城市綜合交通規(guī)劃(2013—2030)》,荊門城區(qū)骨架路網(wǎng)由“三環(huán)八射”道路組成。其中,二環(huán)線由荊東大道、迎春大道、鳳袁路、荊山大道、象山一路和月亮湖大道組成。

        荊門市羅漢山隧道是荊山大道的組成部分,是二環(huán)線重要的節(jié)點工程。工程南起漳河新區(qū)?;勐?,北至東寶區(qū)象山大道,是荊門城區(qū)南北向交通的主要通道。它的建成,將東寶區(qū)和漳河新區(qū)緊密連成一體,對漳河新區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、緩解東寶區(qū)交通壓力,完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提升區(qū)域城市功能,起到極其重要的作用。羅漢山隧道具體走向及地理位置如圖1所示。

        圖1 羅漢山隧道地理位置

        2 主要設(shè)計技術(shù)標準

        (1)道路等級:城市主干路。

        (2)設(shè)計速度:50 km/h。

        3 工程總體設(shè)計

        荊山大道南起荊南大道,北至現(xiàn)狀象山大道,全長22.45 km。本次設(shè)計范圍為海慧路至象山大道,全長4.77 km。道路沿規(guī)劃線位采用互通式立交形式與?;勐废嘟?,主線高架橋長約0.6 km。通過立交后,進入羅漢山隧道。隧道由一段短隧道和一段長隧道組成,兩個隧道之間有長約0.4 km的路堤,隧道全長約3.2 km。隧道在穿過西山林語小區(qū)和漳河水庫四干渠后出洞。隧道出口距象山大道約0.2 km,線路止點與現(xiàn)狀象山大道平交。

        羅漢山隧道采用小凈距分離式隧道,單孔斷面尺寸為9.5 m(0.75 m檢修道+0.5 m路緣帶+7 m機動車道+0.5 m路緣帶+0.75 m檢修道)。隧道出入口效果如圖2所示。

        圖2 羅漢山隧道出入口效果圖

        本段工程主要由荊山大道-海慧路立交、羅漢山隧道以及出入口接線道路等部分組成。

        4 道路平面設(shè)計

        起點位于?;勐?,道路沿規(guī)劃線位采用互通式立交形式與?;勐废嘟唬骶€高架橋長約0.6 km。通過立交后,進入羅漢山隧道。隧道出口附近有西山林語小區(qū)和漳河水庫四干渠。隧道出口現(xiàn)狀分布如圖3所示。

        圖3 隧道出口現(xiàn)狀分布

        隧道出口的位置受西山林語小區(qū)和漳河水庫四干渠影響,三者必須整體考慮。根據(jù)隧道出口位置不同,可分為短隧、中隧和長隧三個方案。

        4.1短隧方案

        隧道穿過羅漢山后出洞,道路以路基的形式前行。在漳河水庫四干渠上新建一座橋梁,最終與象山大道相交,即隧道出口設(shè)置在西山林語小區(qū)西側(cè)。短隧方案示意如圖4所示。

        圖4 短隧方案示意

        方案優(yōu)點:

        (1)與象山大道平交,交織段足夠長,各個方向轉(zhuǎn)向都能在道口完成。

        (2)隧道相對較短。

        (3)與象山大道相交處,短隧方案可預(yù)留出象山大道下穿荊山大道的空間,遠期改造象山大道,以保證二環(huán)線交通出行暢通。

        方案缺點:

        (1)西山林語小區(qū)被分隔成南北兩個小區(qū),小區(qū)交通受限,小區(qū)中心廣場被占用,對小區(qū)的交通與景觀影響都很大。需對原小區(qū)道路進行改造,要修建一座地下通道,保障小區(qū)內(nèi)車輛及行人的通行。

        (2)漳河水庫四干渠堤頂路被分隔,需利用小區(qū)道路繞行。

        4.2中隧方案

        隧道穿過羅漢山后,以隧道的形式穿越西山林語小區(qū)和漳河水庫四干渠出洞,然后返回地面與象山大道平交,即隧道出口設(shè)置在漳河水庫四干渠東側(cè)。中隧方案示意如圖5所示。

        方案優(yōu)點:

        (1)西山林語小區(qū)內(nèi)建筑雖也需拆遷,但小區(qū)內(nèi)交通不受影響,可維持現(xiàn)狀路網(wǎng)進出。隧道上方可作為綠化用地或小區(qū)廣場。

        圖5 中隧方案示意

        (2)隧道上方暗埋段可利用土地面積較短隧方案多1.37萬m2。

        (3)漳河水庫四干渠堤頂路不受影響,保持原有交通功能。

        (4)與象山大道相交處,中隧方案可預(yù)留出象山大道上跨穿荊山大道的空間,遠期改造象山大道,以保證二環(huán)線交通出行暢通。

        方案缺點:

        (1)隧道較短隧方案長約0.21 km,造價稍高。

        (2)隧道敞口段終點距離象山大道道口較近,匯流段長約70 m,交通功能較短隧略差。象山大道道口示意如圖6所示。

        圖6 象山大道道口示意

        (3)由于漳河水庫四干渠高程相對較低,隧道從渠底穿過時,高程較低。道路縱坡上存在反坡,需增設(shè)排水措施方能保持排水通暢。

        (4)隧道施工時,需對漳河水庫四干渠進行導(dǎo)流。

        4.3長隧方案

        隧道依次穿過羅漢山、西山林語小區(qū)、漳河水庫四干渠后,下穿象山大道后出洞,即隧道出口設(shè)置在象山大道東側(cè)。長隧方案示意如圖7所示。

        方案優(yōu)點:

        (1)西山林語小區(qū)內(nèi)建筑雖也需拆遷,但小區(qū)內(nèi)交通不受影響,可維持現(xiàn)狀路網(wǎng)進出。隧道上方可作為綠化用地或小區(qū)廣場。

        圖7 長隧方案示意

        (2)隧道上方暗埋段可利用土地面積較短隧方案多2.13萬m2。

        (3)漳河水庫四干渠堤頂路不受影響,保持原有交通功能。

        方案缺點:

        (1)隧道較短隧方案長約0.68 km,造價在三個方案中最高。

        (2)與象山大道相交轉(zhuǎn)向受限。遠期隧道與象山大道相交需增加兩個右轉(zhuǎn)隧道匝道。象山大道左轉(zhuǎn)進入隧道需通過路網(wǎng)繞行;隧道左轉(zhuǎn)進入象山大道需通過路網(wǎng)繞行;周邊道路進入隧道均需通過二環(huán)線地面交織段來實現(xiàn)。具體交通組織如圖8所示。

        圖8 長隧方案交通組織

        (3)需對象山大道東側(cè)的象山一路進行改造,征地拆遷多。

        4.4方案比選

        考慮到對西山林語小區(qū)影響、工程造價以及道路的交通功能,隧道出口位置建議采用中隧方案,即隧道出口設(shè)置在漳河水庫四干渠東側(cè)。

        5 道路縱斷面設(shè)計

        在確定隧道出口位置的方案后,再對道路縱斷面進行論證。羅漢山隧道沿線大部分為現(xiàn)狀山體,地勢起伏較大,現(xiàn)狀地面高程為97~292 m。隧道進口處兩座山峰之間存在埡口。羅漢山北側(cè)為西山林語小區(qū),小區(qū)緊靠漳河水庫四干渠。

        5.1道路縱斷面設(shè)計控制因素

        (1)工程起點處高程及縱坡與前一子項分界處高程及縱坡保持一致。

        (2)與?;勐废嘟惶幍目v斷面,受荊山大道-?;勐妨⒔挥绊?,需與立交縱斷面保持一致。

        (3)隧道凈空不小于5 m,隧道出入口位置、坡度及埋深要滿足隧道結(jié)構(gòu)及交通安全的需要。

        (4)隧道從漳河水庫四干渠渠底穿過時,要考慮渠道的影響。

        (5)止點與象山大道順接,在滿足交通安全的前提下,盡量減少對象山大道現(xiàn)狀道路改造。

        (6)盡可能與排水方向保持一致,盡量不使雨水回流至隧道內(nèi),并滿足排水管線覆土深度要求。

        5.2道路縱斷面設(shè)計

        道路縱斷面設(shè)計,共提出以下兩個方案:

        (1)方案一。道路縱斷面線形簡單連貫,隧道部分主要由兩個大長坡組成,行車較順暢。具體如圖9所示。

        圖9 方案一縱斷面圖

        (2)方案二。道路縱斷面由幾個小短坡組成,隧道部分主要由兩段隧道和一段路基組成。具體如圖10所示。

        圖10 方案二縱斷面圖

        (3)方案比選。方案二隧道長度相對較短,造價相對較低;隧道排水為雙面坡,匯水面積較分散,有利于隧道排水;單個隧道長度短,若出現(xiàn)意外,逃生距離短。方案一對現(xiàn)狀山體破壞較小,景觀效果好;縱斷面線形較順暢;隧道長度長,造價較高;匯水面積集中,隧道排水量大;通風(fēng)與逃生條件較方案一略差。綜合考慮造價、排水以及通風(fēng)等技術(shù)要求后,推薦采用方案二。

        6 隧道出口排水比選

        由于中隧方案下穿漳河水庫四干渠,在隧道出口處形成反坡,需增設(shè)排水措施方能保障排水通暢。針對這個問題,有以下兩個方案:

        (1)方案一。增設(shè)泵站,提高防水等級,保持排水通暢。將隧道內(nèi)的滲水和回流至隧道的雨水等,通過泵站抽排至現(xiàn)狀市政管網(wǎng)中。具體如圖11所示。

        圖11 排水方案一示意

        (2)方案二。增加兩處排水小隧道。一處排至現(xiàn)狀漳河水庫四干渠中,另一處排至現(xiàn)狀象山一路市政管網(wǎng)中。具體如圖12所示。

        圖12 排水方案二示意

        (3)方案比選。因隧道較長、存在地下水以及瞬時暴雨等不確定因素,若采用方案一,不排除隧道嚴重滯水的可能性。方案二雖施工較復(fù)雜,但排水更穩(wěn)定,受其他因素影響較少。因此,隧道出口排水方案推薦方案二。

        7 結(jié)語

        本工程實施難度大,投資規(guī)模大,影響因素多。在進行工程設(shè)計時,需考慮各方面的需求,力求使設(shè)計做到盡量滿足各方面要求,解決工程實際遇到的主要矛盾。

        本文針對不同問題提出解決方法并分析原因,希望對今后類似工程的設(shè)計能有借鑒意義。

        U452.2

        B

        1009-7716(2016)04-0043-04

        10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.015

        2015-12-23

        劉海濤(1973-),男,吉林汪清縣人,碩士,高級工程師,從事道路設(shè)計工作。

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